VR技術在鐵道車輛教學中探索

前言：本站為你精心整理了VR技術在鐵道車輛教學中探索范文，希望能為你的創作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。

摘要：目前，我國鐵路事業發展迅猛，鐵道車輛專業的教學迎來了新的機遇和挑戰。本文首先分析了鐵道車輛專業的教學現狀，隨后分析了vr技術在鐵道車輛專業教學中應用的優勢和可能遇到的阻礙，肯定了VR技術對于教師教學和學生學習的積極作用。

關鍵詞：VR技術;鐵道車輛;職業教育;仿真實訓

1引言

在我國鐵路事業飛速發展的背景下，鐵道車輛專業的教學任務逐年增加，教學難度逐年提高。鐵道車輛專業工程實踐性很強，要求學生具有較高的實踐能力，目前高職院校在此專業的實訓教育中遇到了各種問題。例如，先進行理論知識學習，迫使學生面對大量晦澀難懂的理論，無法順利應用在后期的實訓學習中，導致教學效益降低，很難實現教學目標[1-2]。因此，應將VR（虛擬現實）技術引入到鐵道車輛專業的日常教學中。“互聯網+”的行進過程中，傳統教學中融入VR技術可以使得教育主體更加直觀、方便、高效、主動的獲取新知識、新能力。VR技術的引入不但可以解決傳統實訓課程形式枯燥，實訓設備購買、維護成本高且無法與時俱進，實訓操作具有危險性等難題，而且可以將復雜的結構和繁瑣的操作流程展現得更加直觀，便于學生理解[3-4]。

2鐵道車輛專業的教學現狀

根據《高等職業學校鐵道車輛專業建設指導標準》，鐵道車輛專業開設了《鐵道概論》、《機械基礎》、《電工基礎》、《電力電子技術》等專業基礎課程以及《鐵道車輛機械裝置檢修》、《鐵道車輛制動裝置檢修》、《鐵道車輛電氣裝置檢修》、《鐵道車輛空調裝置檢修》等專業核心課程。以上課程包含了大量的理論知識、實踐知識，環環相扣地構成了龐大的知識體系。因此，在教學中存在以下幾個較為突出的問題：2.1鐵道車輛檢修技術講授過程枯燥、乏味現在，軌道交通行業正在朝氣蓬勃的發展期，車種的類型也跟隨快速改變，對于不同類型的鐵道車輛，其檢修技術、檢修標準與以往的工藝存在重大差別。因此，在教學中，難以通過理論課程與實訓課程讓學生完全掌握不同類型車輛檢修技術的重點難點，這也是當前教學中存在的主要問題。

2.2實訓設備價格昂貴

與其他工科專業相比，鐵道車輛專業所需的實訓設備更為昂貴，動輒百萬甚至千萬。因此，受到資金限制，實訓設備數量有限，無法滿足班級內多人同時動手進行實際操作，只能輪流進行，學生的上課體驗時間短缺問題非常嚴重，嚴重的打擊了學生的學習態度和學習熱情，這樣，使得學生失去對設備的新鮮感與教學的體驗感，讓教學的效果和質量大打折扣。

2.3實訓設備的滯后性

伴隨著科技的發展，維修技術更新迅速，培訓課程設施也更新迅速，但教學經費有限，因此無法及時跟上行業的發展，進而影響了鐵道車輛專業的教學授課質量。另外，鐵道車輛實訓樓搭建的費用高，周期長；同時實訓儀器高昂的價格限制了實訓設備數量的購買，某些設備維護成本較高，只能用來展示，無法起到實訓功能。實訓室建設破舊、實訓教學過程中有些環節只能依靠學生想象，極大的打擊了教學授課過程中的效果，同時也讓學生失去興趣，無心課堂。

2.4實訓課中的安全難以保證

任何實訓課程都存在著一定的安全隱患，無法做到萬無一失，鐵道車輛專業的實訓課程更是如此。由于學生的安全意識相對薄弱，加之好奇心強且活潑好動，會出現在自己沒有一定技能的情況下私自操作設備等問題。與前者相反，一部分學生過度在意自己的人身安全，不敢親自動手操作，從而影響到其對車輛檢修技術的掌握，實訓課的整體教學質量由此降低。另外，實訓課程通常為一名實訓教師教授整個班級，在教學過程中很難全面關注到每個學生，也為學生的安全埋下隱患。由此可見，實訓安全的問題應該擺在首位，它是教學成功的首要條件和基石。

3VR技術在鐵道車輛的益處探索

VR技術擁有了現在最前沿的電子網絡技術和虛擬仿真技術，有利于及時把握住最新的鐵道車輛的車種類型和檢修技術。改善學生的學習環境的同時使學生沉浸在虛擬真實的學習環境中，在虛擬現實中以不同的身份完成不同的任務，在此過程中，學生們始終保持在主體地位。這樣不僅僅能夠增加學生學習鐵道車輛構造及鐵道車輛檢修技術熱情和效果，而且能夠改善上文中提到的缺陷。因此虛擬仿真（VR）技術在鐵道車輛的實訓和理論教學中效果顯著，詳細的內容如下：

3.1改革教學方法，增加教學效果

利用VR技術進行授課，教師可以邊講解，邊模擬，有利于學生對于鐵道車輛構造及鐵道車輛檢修技術的學習和理解。學生自身也可以模擬車輛故障并進行檢修，這樣可以實現學生在學習中的主體地位，有助于提升其主觀能動性，便于開拓思維，提高對于鐵道車輛構造及鐵道車輛檢修技術的認知水平。3.2不受時間和實訓場地的約束通過VR技術的合理應用，搭建一個虛擬實訓室，不但可以解決車輛檢修技術模擬教學的問題，而且可以根據學生自己的作息時間和學習規律，隨時隨地學習相應的知識，不受時間、實訓場地、天氣等因素的約束。同時，學生可以根據自己對專業知識的掌握情況，來選擇適合自己的學習內容和難易程度，把理論知識和實際操作結合起來，提高職業技能。

3.3專業知識和技能緊跟時代發展

VR技術通過網絡和相關設備即可實現鐵道車輛模擬運行、模擬檢修等，同時保證了鐵道車輛檢修技術更新的時效性，將最先進的鐵道車輛檢修技術通過網絡系統快速的展現在學生眼前，解決了傳統教材更新不及時的問題，使得教學技術緊跟時代的發展，更好地滿足企業對于學生所掌握技能的要求。

3.4師生的安全得到保障

鐵道車輛專業的實訓課程中，多數實訓項目有較高的危險系數，如《鐵道車輛電氣裝置檢修》課程存在的觸電隱患、《鐵道車輛機械裝置檢修》課程中，部件的更換檢查易發生跌落砸傷危險等等。所有實訓項目的操作訓練以及工作任務內容的前提是保證人身安全，現場操作過程中隱藏著許多安全隱患，在實訓過程中稍有疏忽，就可能造成生命及財產的重大損失。使用VR技術教學系統來進行實訓練習，可以完美的避免上述安全隱患，學生也可以拋開內心的恐懼，心無旁鶩的進行操作練習，從而快速提高自身的技能水平。

4VR技術應用于鐵道車輛專業教學存在的問題

雖然將VR技術應用于鐵道車輛專業教學具有創新教學方法，提升教學質量、不受時間和實訓場地的約束、專業知識和技能緊跟時代發展、師生的安全得到保障等優點，但將VR技術應用于鐵道車輛專業教學存在一定局限性。

4.1對VR技術的日常維護保養

VR技術所使用的設備同其他的電子設備一樣，需要專業人士定期進行維護保養。當前VR技術尚未完全成熟，使其未能在教育領域得到充分的應用，對其軟硬件系統更新、維護和保養也是一筆巨大的開銷。

4.2有其特定的適用性

并非所有的實訓項目都需要采用虛擬現實技術，如某些實訓項目只需要電腦即可完成，僅需要切換終端界面，因而可以不采用虛擬現實技術。

4.3無法完全取代實物實訓教學

VR技術的發展并未達到可以完全模擬現實世界的程度，無論仿真系統平臺設計得如何逼真，很難讓學生獲得與真實一模一樣的認知，因此VR技術雖能在一定程度上替代一些實訓內容，但不能完全取代實物實訓教學。

5結語

綜上，隨著我國鐵路行業的迅猛發展，鐵道車輛專業的相關知識技能也應緊跟時代，為了提升教學質量，給各鐵路局培養更優秀的職業技能人才，就要將VR技術應用在鐵道車輛專業的教學中。VR技術的應用，提高了教育的專業性與信息化程度，改革了傳統的教育模式，拓寬了教學內容的廣度和深度，更好地將理論和實際融合在一起。同時，VR技術的應用有助于激發學生的學習興趣，提升學生的學習效率，使學生更加深刻的掌握專業知識和職業技能?？梢源_信，隨著VR技術的不斷成熟和發展，將使VR技術在鐵道車輛專業教育和教學中的應用越來越豐富和完整。

參考文獻：

[1]鄭娜娜.機械設計制造及自動化教學效益的提升——談高職院校的實訓教學[J].內燃機與配件，2019（12）：296-297.

[2]張勇，米承繼，劉水長，明瑞.新工科與雙創背景下本科工程實訓教學改革研究[J].內燃機與配件，2019（24）：293-294.

[3]崔秀軍.VR技術在動車組檢修技術專業課程中的應用與研究[D].天津職業技術師范大學，2020.

[4]張仲華，趙欣，邱磊，聶秀輝.VR技術在裝備實訓教學中的應用[J].電腦知識與技術，2021，17（06）：103-104.

作者:王雪琦 何雷 崔志軍 白文濤 單位:柳州鐵道職業技術學院